KR200150828Y1 - Reverse revolution of axial fan - Google Patents
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Abstract
본 고안은 엇회전식 축류팬에 관한 것으로, 특히 제 1축류팬과 제 2축류팬의 회전 방향을 바꾸어 주는 엇회전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a counter-rotating axial fan, and more particularly to a counter rotating device for changing the rotation direction of the first axial fan and the second axial fan.
본 고안에 따른 엇회전식 축류팬의 엇회전장치는 엇회전 구조를 마련하기 위해, 복수개의 마찰바퀴가 사용되었다. 따라서, 그 제작이 용이하고, 제조 비용이 현저하게 감소된다. 또한 마찰바퀴의 구름 접촉에 의해 회전력이 전달되므로, 소음이 감소되어 엇회전식 축류팬의 저소음 특성을 충분히 살리는 이점이 있다.In the counter rotating device of the counter rotating axial fan according to the present invention, a plurality of friction wheels were used to provide a counter rotating structure. Therefore, the fabrication is easy and the manufacturing cost is significantly reduced. In addition, since the rotational force is transmitted by the rolling contact of the friction wheel, there is an advantage that the noise is reduced to fully utilize the low noise characteristics of the counter-rotating axial fan.
Description
본 고안은 엇회전식 축류팬에 관한 것으로, 특히 제 1축류팬과 제 2축류팬의 회전방향을 바꾸어 주는 엇회전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a counter-rotating axial fan, and more particularly, to a counter rotating device for changing the rotational direction of the first axial fan and the second axial fan.
팬은 기체를 수송하기 위한 것으로, 다수의 회전날개를 구비하여 기체에 운동에너지를 전달하는 기계장치이다. 이러한 팬은 날개의 형상에 따라 다양하게 분류되는데, 이중에서 프로펠러형의 날개를 구비하여 기체를 축방향으로 송풍하는 형식을 축류팬이라 한다.The fan is for transporting gas, and is a mechanical device having a plurality of rotary vanes to transmit kinetic energy to the gas. These fans are classified according to the shape of the wing, the type of blowing the gas in the axial direction is provided with a propeller-shaped wing of the double is called an axial flow fan.
이러한 축류팬은 낮은 풍압으로 많은 풍량을 송풍하는데 주로 적용되며, 그 구조가 고속 회전에 적합하여 효율이 다른 형식의 팬에 비하여 높은 편이다. 그러나 축류팬은 날개의 고속회전으로 인해 원주속도가 크고, 원주속도 성분의 영향으로 소용돌이가 발생하여 소음이 높은 결점이 있다.The axial fan is mainly used to blow a large amount of air at low wind pressure, and its structure is suitable for high speed rotation, which is higher than other types of fans. However, the axial fan has a drawback of high noise due to high circumferential speed due to the high speed rotation of the blade and vortex generation due to the influence of the circumferential speed component.
이러한 소음문제를 해결하기 위해 개발된 것이 엇회전식 축류팬이다. 엇회전식 축류팬은 회전방향이 다르고, 송풍방향이 같은 두개의 팬이 근접하게 마련되어, 제 1축류팬의 구동에 의해 발생된 소용돌이 성분이 제 2축류팬의 역방향 구동에 의해 흡수되는 원리가 이용된 것이다.The counter rotating axial fan was developed to solve this noise problem. The counter-rotating axial fan is provided with two fans having different rotational directions and the same blowing direction, so that the vortex component generated by the driving of the first axial fan is absorbed by the reverse driving of the second axial fan. will be.
이러한 엇회전식 축류팬에는 제 1축류팬과 제 2축류팬의 회전방향을 바꾸어 주는 엇회전장치가 마련된다. 엇회전장치는 구동축의 회전력을 피동축에 전달하면서, 회전방향을 바꾸어 주는 역할을 하는데, 도 1을 참조하여 상세한 구조를 설명하면 다음과 같다.The counter rotating type axial fan is provided with a counter rotating device for changing the rotation direction of the first axial fan and the second axial fan. The offset rotation device serves to change the rotational direction while transmitting the rotational force of the drive shaft to the driven shaft. Referring to FIG. 1, the detailed structure will be described below.
엇회전장치는 복수개의 베벨기어(4,5,6)와 이들을 보호하는 케이싱(1)으로 크게 이루어진다. 상기 케이싱(1)에는 구동축(2)과 피동축(3)이 내부로 연장되어 있다. 그리고 구동축(2)의 단부에는 구동베벨기어(4)가 마련되고, 이와 대향되는 피동축(3)의 단부에는 피동베벨기어(5)가 마련된다. 이 두 베벨기어(4,5) 사이에는 구동베벨기어(4)의 회전력을 피동베벨기어(5)에 전달하면서 회전방향을 바꾸어 주는 중간베벨기어(6)가 하나이상 마련되어 있다.The counter rotating device is composed of a plurality of bevel gears (4, 5, 6) and a casing (1) for protecting them. The drive shaft 2 and the driven shaft 3 extend in the casing 1. A driving bevel gear 4 is provided at an end of the drive shaft 2, and a driven bevel gear 5 is provided at an end of the driven shaft 3 opposite thereto. At least one intermediate bevel gear 6 is provided between the two bevel gears 4 and 5 to change the direction of rotation while transmitting the rotational force of the driving bevel gear 4 to the driven bevel gear 5.
또한, 케이싱(1)에는 상기 구동축(2)과 피동축(3), 그리고 상기 중간베벨기어(6)를 지지하는 지지축(7)이 베어링(8)에 의해 회동 가능하게 지지되어 있다.In addition, the casing 1 is rotatably supported by the bearing 8 with the drive shaft 2, the driven shaft 3, and the support shaft 7 supporting the intermediate bevel gear 6.
이와 같이 구성된 종래의 엇회전장치는 구동축(2)이 회전되면 구동베벨기어(4)가 회전된다. 이때 구동베벨기어(4)와 물려있는 중간베벨기어(6)가 회전되고, 다시 중간베벨기어(6)는 피동베벨기어(5)를 회전시키게 되는데, 이 과정에서 회전방향이 변하게 된다. 따라서 피동베벨기어(5)에서 연장된 피동축(3)은 구동축(2)의 역방향으로 회전되게 된다.In the conventional reverse rotation device configured as described above, when the driving shaft 2 is rotated, the driving bevel gear 4 is rotated. At this time, the driving bevel gear (4) and the intermediate bevel gear (6) is rotated, the intermediate bevel gear (6) is to rotate the driven bevel gear (5), the rotation direction is changed in this process. Accordingly, the driven shaft 3 extending from the driven bevel gear 5 is rotated in the opposite direction of the drive shaft 2.
그러나 이러한 종래의 엇회전식 축류팬의 엇회전장치는, 엇회전 구조를 마련하기 위해, 높은 정밀도가 요구되고, 가공이 어려운 베벨기어가 사용됨에 따라 제조비용이 상승되는 원인이 되었다. 또한 고속회전시에 기어 이의 미끄럼접촉으로 인해 발생되는 소음이 커서, 엇회전식 축류팬의 저소음 특성이 저감되는 문제가 있었다.However, such a conventional counter-rotating device of a counter-rotating axial flow fan is required to have a high precision in order to provide a counter-rotating structure, and the manufacturing cost increases due to the use of a bevel gear that is difficult to process. In addition, the noise generated due to the sliding contact of the gear teeth at high speed rotation was large, there was a problem that the low noise characteristics of the counter-rotating axial fan is reduced.
본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 고안의 목적은 복수개의 마찰바퀴를 사용하여 엇회전장치를 마련함으로서, 소음이 감소되고, 제조비용이 절감되는 엇회전식 축류팬을 제공하는 것이다.The present invention is to solve this problem, it is an object of the present invention to provide a counter-rotational axial fan that reduces noise, manufacturing costs by providing a counter rotating device using a plurality of friction wheels.
도 1은 종래의 엇회전장치의 구조를 보인 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional counter rotating device.
도 2는 본 고안에 따른 엇회전식 축류팬을 보인 도면이다.2 is a view showing a counter-rotating axial flow fan according to the present invention.
도 3은 본 고안에 따른 엇회전장치의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of the counter-rotating device according to the present invention.
도 4는 본 고안에 따른 엇회전식 축류팬의 작동원리를 보인 도면이다.4 is a view showing the operating principle of the counter-rotating axial fan according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
12:구동축 13:피동축 14:제 1축류팬12: drive shaft 13: driven shaft 14: first axial flow fan
15:제 2축류팬 20:엇회전장치 23:구동마찰바퀴15: 2nd axial flow fan 20: offset rotating device 23: driving friction wheel
24:피동마찰바퀴 25:중간마찰바퀴 29:스프링24: driven friction wheel 25: middle friction wheel 29: spring
이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 구동축과 피동축, 상기 구동축에 고정된 제 1축류팬, 상기 피동축에 고정되며 상기 제 1축류팬과 날개의 방향이 반대로 마련된 제 2축류팬, 상기 구동축과 상기 피동축 사이에 마련되며 상기 구동축과 상기 피동축의 회전방향을 바꾸어 동일방향으로 송풍되게 하는 엇회전장치가 구비된 엇회전식 축류팬에 있어서,The present invention for achieving the object, the drive shaft and the driven shaft, a first axial flow fan fixed to the drive shaft, the second axial flow fan fixed to the driven shaft and provided with opposite directions of the first axial flow fan and the blade, the drive shaft In the counter-rotating axial flow fan is provided between and the driven shaft and provided with a counter rotating device to change the rotation direction of the drive shaft and the driven shaft to be blown in the same direction,
상기 엇회전장치는 상기 구동축의 단부에 마련된 구동마찰바퀴, 상기 피동축의 단부에 마련된 피동마찰바퀴, 상기 두 마찰바퀴에 접하여 상기 구동마찰바퀴의 회전력을 상기 피동마찰바퀴에 전하면서 회전방향을 변하게 하는 하나이상의 중간마찰바퀴가 구비된 것을 특징으로 한다.The offset rotation device is a drive friction wheel provided at the end of the drive shaft, a driven friction wheel provided at the end of the driven shaft, in contact with the two friction wheels to transmit the rotational force of the drive friction wheel to the driven friction wheel to change the rotation direction At least one intermediate friction wheel is characterized in that it is provided.
이하, 본 고안에 따른 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 2는 본 고안에 따른 엇회전식 축류팬을 보인 도면이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 2 is a view showing a counter-rotating axial flow fan according to the present invention.
엇회전식 축류팬은 모터(10)에서 연장된 구동축(12)에 제 1축류팬(14)이 설치되고, 구동축(12)과 동일한 축선에 마련된 피동축(13)에 제 2축류팬(15)이 설치된다. 그리고 구동축(12)과 피동축(13)의 사이에는 회전방향을 바꾸어 주는 엇회전장치(20)가 마련된다.In the counter-rotating axial fan, the first axial fan 14 is installed on the drive shaft 12 extending from the motor 10, and the second axial fan 15 is provided on the driven shaft 13 provided on the same axis as the drive shaft 12. This is installed. And between the drive shaft 12 and the driven shaft 13 is provided with a counter rotating device 20 for changing the rotation direction.
상기 제 1축류팬(14)과 제 2축류팬(15)은 상기 엇회전장치(20)에 의해 상호 반대 방향으로 회전된다. 또한, 제 2축류팬의 날개(15')는 제 1축류팬의 날개(14') 방향과 반대로 마련되어, 회전방향이 다른 두 팬(14,15)이 구동시에 같은 방향으로 송풍되게 된다.The first axial flow fan 14 and the second axial flow fan 15 are rotated in opposite directions by the counter rotating device 20. In addition, the vane 15 'of the second axial flow fan is provided opposite to the vane 14' direction of the first axial flow fan, so that two fans 14 and 15 having different rotational directions are blown in the same direction when driven.
상기 엇회전장치(20)는 구동축(12)의 회전력을 피동축(13)에 전달하면서, 회전방향을 바꾸어 주는 역할을 하는데, 도 3을 참조하여 상세한 구조를 설명하면 다음과 같다.The offset rotation device 20 serves to change the rotation direction while transmitting the rotational force of the drive shaft 12 to the driven shaft 13, the detailed structure with reference to Figure 3 as follows.
엇회전장치(20)는 복수개의 마찰바퀴(23,24,25)와 이들을 보호하는 케이싱(21)으로 크게 이루어 진다. 상기 케이싱(21)에는 전술한 구동축(12)과 피동축(13)이 내부로 연장되어 있다. 이 구동축(12)과 피동축(13)은 회동이 가능하도록 베어링(22)에 의해서 케이싱(21)에 지지된다. 그리고 구동축(12)의 단부에는 구동마찰바퀴(23)가 마련되고, 이와 대향되는 피동축(13)의 단부에는 피동마찰바퀴(24)가 마련된다. 이 두 마찰바퀴(23,24) 사이에는 두 마찰바퀴(23,24)와 접하여 구동마찰바퀴(23)의 회전력을 피동마찰바퀴(24)에 전달하면서 회전방향을 바꾸어 주는 중간마찰바퀴(25)가 하나이상 마련된다.Offset device 20 is composed of a plurality of friction wheels (23, 24, 25) and a casing 21 for protecting them. The driving shaft 12 and the driven shaft 13 described above extend in the casing 21. The drive shaft 12 and the driven shaft 13 are supported by the casing 21 by the bearing 22 so as to be rotatable. A driving friction wheel 23 is provided at an end of the drive shaft 12, and a driven friction wheel 24 is provided at an end of the driven shaft 13 opposite thereto. The intermediate friction wheel 25 which changes the direction of rotation while transmitting the rotational force of the driving friction wheel 23 to the driven friction wheel 24 in contact with the two friction wheels 23 and 24 between the two friction wheels 23 and 24. More than one is provided.
중간마찰바퀴(25)는 그 축선이 상기 구동 및 피동마찰바퀴(23,24)의 축선과 90。의 각도로 교차되게 마련된다. 그리고 각 마찰바퀴(23,24,25)는 꼭지가 잘린 원뿔의 형상으로 형성되며, 각 원뿔의 정점이 상호 일치하게 마련되어, 마찰바퀴(23,24,25) 상호간의 원활한 구름접촉이 가능하게 된다.The intermediate friction wheel 25 is provided such that its axis intersects the axis of the driving and driven friction wheels 23 and 24 at an angle of 90 degrees. Each friction wheel 23, 24, 25 is formed in the shape of a cone with a truncated stem, and the vertices of each cone are coincident with each other, so that smooth rolling contact between the friction wheels 23, 24, 25 is possible.
상기 중간마찰바퀴(25)는 지지축(26)에 의해서 케이싱(21)에 설치된다. 이 지지축(26)의 일단은 케이싱(21)에 형성된 안내구멍(27)에 축방향 유동이 가능하게 설치된다. 그리고, 지지축(26)의 타단에는 중간마찰바퀴(25)가 설치되는데, 이 중간마찰바퀴(25)와 지지축(26) 사이에는 베어링(28)이 마련되어 중간마찰바퀴(25)가 회동 가능하게 된다.The intermediate friction wheel 25 is installed on the casing 21 by the support shaft 26. One end of the support shaft 26 is provided in the guide hole 27 formed in the casing 21 to enable axial flow. The other end of the support shaft 26 is provided with an intermediate friction wheel 25, and a bearing 28 is provided between the intermediate friction wheel 25 and the support shaft 26 to allow the intermediate friction wheel 25 to rotate. Done.
또한, 상기 지지축(26) 외면에는 스프링(29)이 마련된다. 이 스프링(29)은 일단이 케이싱(21)의 내면에 지지되고, 타단이 중간마찰바퀴의 베어링(28)에 지지되어, 각 마찰바퀴(23,24,25) 상호간의 마찰력을 증대 시키는 역할을 한다. 여기에서 나타난 각 마찰바퀴(23,24,25)는 되도록 마찰계수가 큰 재료로 마련되고, 상기 스프링(29)은 충분한 탄성력을 구비하여, 마찰바퀴(23,24,25)의 미끌림현상을 최소화 하는 것이 바람직하다.In addition, a spring 29 is provided on an outer surface of the support shaft 26. One end of the spring 29 is supported on the inner surface of the casing 21, and the other end of the spring 29 is supported on the bearing 28 of the intermediate friction wheel, thereby increasing the friction between the friction wheels 23, 24, and 25. do. Each friction wheel (23, 24, 25) shown here is provided with a material with a large coefficient of friction so that the spring 29 has a sufficient elastic force to minimize the sliding phenomenon of the friction wheel (23, 24, 25) It is desirable to.
이상과 같이 구성된 본 고안에 따른 엇회전식 축류팬은, 모터(10)에서 연장된 구동축(12)이 회전되면, 제 1축류팬(14)과 구동마찰바퀴(23)가 회전된다. 이 때 구동마찰바퀴(23)와 접하는 중간마찰바퀴(25)가 회전되고, 중간마찰바퀴(25)는 피동마찰바퀴(24)를 회전시키게 되는데, 이 과정에서 회전방향이 변하게 된다. 다음으로 피동마찰바퀴(24)에서 연장된 피동축(13)이 역방향으로 회전됨에 따라 피동축(13)에 설치된 제 2축류팬(15)은 제 1축류팬(14)의 반대 방향으로 회전된다.In the counter rotating axial fan according to the present invention configured as described above, when the driving shaft 12 extending from the motor 10 is rotated, the first axial fan 14 and the driving friction wheel 23 are rotated. At this time, the intermediate friction wheel 25 in contact with the driving friction wheel 23 is rotated, the intermediate friction wheel 25 to rotate the driven friction wheel 24, in this process the rotation direction is changed. Next, as the driven shaft 13 extending from the driven friction wheel 24 is rotated in the reverse direction, the second axial flow fan 15 installed on the driven shaft 13 is rotated in the opposite direction of the first axial flow fan 14. .
따라서 제 1축류팬(14)의 회전으로 발생된 소용돌이 기류는 제 2축류팬(15)의 역방향 구동에 의해 흡수되어, 소음이 감소되고, 팬의 효율이 높아진다. 이러한 엇회전식 축류팬의 작동원리를 도 4를 참조하여 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.Therefore, the vortex airflow generated by the rotation of the first axial flow fan 14 is absorbed by the reverse drive of the second axial flow fan 15, so that the noise is reduced and the efficiency of the fan is increased. The operation principle of the counter-rotating axial fan will be described in more detail with reference to FIG. 4 as follows.
제 1축류팬(14)의 구동에 의해 축방향으로 유입된 유체는 제 1축류팬(14)을 지나면서 축방향성분(Va)과 원주속도성분(Vt)의 에너지가 합성된 방향(V)으로 유동하게 된다. 즉, 유체는 제 1축류팬(14)의 원주속도성분(Vt)의 영향으로 소용돌이를 일으키며 제 2축류팬(15)에 유입된다. 그런데 제 2축류팬(15)이 제 1축류팬(14)의 역방향으로 회전됨에 따라 제 2축류팬(15)의 원주속도성분(Vt')이 제 1축류팬(14)의 원주속도성분(Vt)의 역방향으로 작용하게 된다. 이로써 두 원주속도성분(Vt,Vt')의 에너지가 상쇄되어 제 1축류팬(14)의 회전으로 발생된 소용돌이 성분은 제 2축류팬(15)에 흡수되게 된다. 결국, 제 2축류팬(15)을 지난 유체는 층류유동을 하게 되므로 팬의 소음이 감소되고, 효율이 높아지게 된다.The fluid introduced in the axial direction by the driving of the first axial flow fan 14 passes through the first axial flow fan 14, and the energy in the axial component Va and the circumferential velocity component Vt is synthesized in the direction V. To flow. That is, the fluid flows into the second axial flow fan 15 by vortexing under the influence of the circumferential velocity component Vt of the first axial flow fan 14. However, as the second axial flow fan 15 is rotated in the opposite direction of the first axial flow fan 14, the circumferential speed component Vt 'of the second axial flow fan 15 becomes the circumferential speed component of the first axial flow fan 14 ( It acts in the reverse direction of Vt). As a result, the energy of the two circumferential speed components Vt and Vt 'is canceled out, and the vortex component generated by the rotation of the first axial flow fan 14 is absorbed by the second axial flow fan 15. As a result, the fluid passing through the second axial flow fan 15 is subjected to laminar flow, so that the noise of the fan is reduced and the efficiency is increased.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 엇회전식 축류팬의 엇회전장치는 엇회전 구조를 마련하기 위해, 복수개의 마찰바퀴가 사용 되었다. 따라서, 그 제작이 용이하고, 제조비용이 현저하게 감소 된다. 또한 마찰바퀴의 구름접촉에 의해 회전력이 전달되므로, 소음이 감소되어 엇회전식 축류팬의 저소음 특성을 충분히 살리는 이점이 있다.As described in detail above, the counter rotating device of the counter rotating axial flow fan according to the present invention, a plurality of friction wheels were used to provide a counter rotating structure. Therefore, the fabrication is easy and the manufacturing cost is significantly reduced. In addition, since the rotational force is transmitted by the rolling contact of the friction wheel, there is an advantage that the noise is reduced to fully utilize the low noise characteristics of the counter-rotating axial fan.
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